Czujnik wilgotności kwiatów IOT WiFi (zasilany bateryjnie): 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

W tej instrukcji przedstawiamy, jak zbudować bezprzewodowy czujnik wilgoci/wody z monitorem poziomu baterii w mniej niż 30 minut. Urządzenie monitoruje poziom wilgoci i przesyła dane do smartfona przez internet (MQTT) z wybranym interwałem czasowym. Użyj dowolnej aplikacji mobilnej MQTT, aby odbierać i wizualizować dane. Urządzenie zasilane jest z baterii 2xAAA (lub jednej AAA), odpowiednio skonfigurowane może służyć latami. Łączy się z Internetem przez sieć Wi-Fi za pomocą modułu Wi-Fi Things On Edge Cricket, więc nie potrzebujesz dodatkowego HUBa IoT.

Kieszonkowe dzieci

Zanim zaczniesz, upewnij się, że masz następujące elementy:

1. Moduł Wi-Fi do krykieta (https://www.thingsonedge.com)
2. Czujnik wilgotności gleby
3. 6-drożny blok zacisków
4. 2 baterie AAA (albo AAA lub AA)
5. Pakiet baterii AAA (albo AAA lub AA)
6. 3x żeńskie/żeńskie przewody połączeniowe

Jeśli jesteś gotowy, zaczynajmy

Krok 1: Montaż

Teraz musisz podłączyć baterie i czujnik wilgoci do modułu Cricket, wykonując następujące czynności:

1. Podłącz baterię VCC / + (czerwony kabel) do portu Cricket BATTUWAGA: Moduł Cricket może być zasilany bateriami AA lub AAA
2. Podłącz czujnik VCC / + (zielony kabel) do portu 3V3 Cricketa UWAGA: Port 3,3 V dostarcza stabilne napięcie 3,3 V niezależnie od poziomu napięcia baterii
3. Podłącz sygnał analogowy czujnika AOUT (żółty kabel) do portu IO2 firmy Cricket. UWAGA: Ten port można skonfigurować jako sygnał analogowy. Dane zostaną przesłane do Twojego smartfona
4. Podłącz czujnik GND / (-) (niebieski kabel) do portu GND Cricketa
5. Podłącz baterię GND / (-) (czarny kabel) do tego samego portu Cricket GND

Dobra robota, pomyślnie zmontowałeś urządzenie!

Zanim zaczniesz korzystać z urządzenia, musisz je skonfigurować w Developer Portal. Przejdź do następnej sekcji.

Krok 2: Skonfiguruj swoje urządzenie w Portalu dla programistów

Całkowicie konfigurujesz urządzenie OTA (Over The Air) na Things On Edge - Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com). Konfiguracja jest pobierana przez Cricket przez Internet po połączeniu z Wi-Fi (patrz następna sekcja).

Teraz skonfigurujmy go najpierw. Dla czujnika wilgoci zaleca się ustawić następującą konfigurację:

• Ustaw IO2 jako wejście analogowe
• Raportuj poziom nawilżenia co 2 godziny - sprawi to, że Twoje urządzenie będzie działać na 2 bateriach alkalicznych AAA przez ponad 2 lata.

1. Otwórz TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) z dowolnej przeglądarki na komputerze lub urządzeniu mobilnym. Aby aktywować i skonfigurować urządzenie na swoim koncie, musisz się zarejestrować/zalogować się do Portalu dla programistów. W przeciwnym razie urządzenie nie będzie działać.

2. Po pomyślnym zalogowaniu/rejestracji należy kliknąć „Dodaj nowe” urządzenie, aby aktywować swoje urządzenie w systemie. Musisz użyć unikalnego numeru seryjnego wydrukowanego na naklejce z tyłu Cricket.

   OSTRZEŻENIE: Numer seryjny należy zachować tylko dla siebie. Nie udostępniaj go nikomu innemu. Numer seryjny to prywatne konto komunikacyjne MQTT między Twoim urządzeniem a smartfonem lub inną usługą internetową. Innymi słowy, zachowaj to w tajemnicy, tak jak kod PIN do karty kredytowej.

   Teraz możesz skonfigurować swoje urządzenie.

3. Ustaw następującą konfigurację: RTC: WŁ

   Jednostki RTC: sekundy (do zmiany później)

   Wartość jednostek RTC: 30 (do zmiany później)

   IO2: Wejście analogowe

   IO3: Wyłączony

   Monitor baterii: włączony

   Rozdzielacz baterii: 0

   Czujnik temperatury: wyłączony

   Wymuś aktualizacje włączone - IO1 Wake Up: włączone (do zmiany później)

   Wymuś aktualizacje włączone - RTC Wake Up: włączone (do zmiany później)

   Opublikuj wydarzenia: pozostaw wszystko puste

4. Po ustawieniu konfiguracji naciśnij przycisk Zapisz.

Bardzo dobrze! Już prawie jesteś! Teraz wystarczy podłączyć urządzenie do Internetu przez sieć Wi-Fi. Postępuj zgodnie z następną sekcją, jak to zrobić.

Krok 3: Połącz się z siecią Wi-Fi (Internet)

W kilku krokach połączysz swoje urządzenie z Internetem przez sieć Wi-Fi. Wszystko, co musisz zrobić, to aktywować prywatny hotspot Wi-Fi Cricket, a następnie otworzyć prywatną stronę internetową, aby przekazać swoje dane logowania do sieci Wi-Fi. Wykonaj poniższe czynności:

1. Naciśnij i przytrzymaj przycisk na module przez 5 sekund, aż dioda LED zacznie świecić światłem ciągłym.
2. Gdy dioda LED świeci się stale, Cricket otworzył prywatny hotspot Wi-Fi. Połącz się z hot spotem z laptopa lub smartfona za pomocą następujących poświadczeń: SSID: toe_device Nie jest wymagane hasło
3. Po połączeniu otwórz prywatną stronę internetową: https://192.168.4.1/index.htmlUWAGA: upewnij się, że dioda LED jest nadal włączona! Jeśli nie świeci, powtórz kroki od początku
4. Teraz możesz przekazać swoje dane logowania do sieci Wi-Fi i kliknąć POŁĄCZ. Jeśli podałeś poprawny identyfikator SSID i hasło, po kilku sekundach urządzenie powinno zgłosić, że jest online, a dioda LED zgaśnie.

Gratulacje! Teraz Twoje urządzenie działa i jest połączone z Internetem! Możesz rozpocząć odczytywanie danych z czujnika na smartfonie lub w dowolnym innym serwisie internetowym. Proszę zobaczyć następną sekcję jako przykład.

Krok 4: Korzystanie z klienta MQTT na urządzeniach mobilnych

Możesz użyć dowolnego preferowanego klienta MQTT. Jednak dla kompletności tego projektu użyjmy aplikacji IoT MQTT Panel do odbierania i wizualizacji danych. Moduł Cricket łączy się przez brokera Things On Edge MQTT o niskim opóźnieniu (mqtt.thingsonedge.com). Wystarczy wykonać następujące czynności:

1. Skonfiguruj połączenie z serwerem, podając następujące szczegóły: Adres IP serwera/brokera: mqtt.thingsonedge.comNumer portu: 1883Protokół sieciowy: TCP
2. Dodaj urządzenie np. „Czujnik wilgoci”
3. Przejdź do opcji zaawansowanych: Nazwa użytkownika: twój_numer_seryjny_cricket Hasło: twój_numer_seryjny_cricket Połącz automatycznie: TAK
4. Naciśnij przycisk Utwórz
5. Naciśnij DODAJ PANEL
6. Wybierz: Wykres liniowy
7. Ustaw szczegóły dla wykresu 1, aby odczytać dane z czujnika (z portu Cricket IO2) Nazwa panelu: np. Czujnik wilgotnościTemat dla wykresu 1: /your_cricket_serial_number/io2 Pokaż obszar: TAKPokaż punkty: TAK

Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z załączonymi zrzutami ekranu z Panelu IoT MQTT.

Gratulacje! Twój czujnik wilgoci już działa i przesyła dane przez Internet do Twojego smartfona. Poziom naładowania baterii można monitorować za pomocą MQTT za pomocą dedykowanego tematu /your_cricket_serial_number/batt

Krok 5: Zoptymalizuj swoje urządzenie, aby działało przez lata na bateriach

Możesz sprawić, że Twoje urządzenie będzie działać przez lata na tych bateriach. Wystarczy wprowadzić następujące zmiany:

1. budzić się co kilka godzin, np. 2 godziny
2. wysyłaj dane do internetu tylko wtedy, gdy zmieni się wartość czujnika

Otwórz TOE Developer Portal (https://dev.thingsonedge.com) i ustaw następującą konfigurację:

• RTC: WŁ
• Jednostki RTC: godziny (wysyłaj dane tylko po zmianie)
• Wartość jednostek RTC: 2
• IO2: Wejście analogowe
• Dzielnik analogowy IO2: 3
• IO3: Wyłączony
• Monitor baterii: włączony
• Rozdzielacz baterii: 3
• Czujnik temperatury: wyłączony
• Wymuś aktualizacje włączone - IO1 Wake Up: Off (wysyłaj dane tylko po zmianie)
• Wymuś aktualizacje włączone - wybudzanie RTC: wyłączone (wysyłaj dane tylko po zmianie)
• Opublikuj wydarzenia: pozostaw wszystko puste

Krok 6: Monitoruj poziom baterii

W zasadzie im mniej modułu komunikuje się z chmurą, tym lepsza oszczędność energii. Moduł Cricket wymaga energii do wysłania aktualizacji do chmury lub oceny wartości tylko podłączonych czujników. To prawda 0A, gdy jest w stanie OFF.

W praktyce może wysłać 10 000 wiadomości do chmury przy użyciu baterii alkalicznych 2xAAA i ponad 15 000 przy użyciu baterii litowych. W takim przypadku konfiguracja monitora baterii jest również ustawiona na aktualizację usługi w chmurze, gdy zmienia się tylko wartość poziomu baterii. Dodatkowo zużycie baterii można zmniejszyć poprzez obniżenie rozdzielczości pomiaru sygnału analogowego.

Wartość baterii można obliczyć w następujący sposób:

Vbatt = val * (3,5/256) * 2^

Dzielnik baterii, w którym val oznacza poziom naładowania baterii z serwisu MQTT.

W tym przypadku 1,4V wskazuje na niski poziom baterii alkalicznej i sugeruje jej wymianę, wartość raportowana przez MQTT to 13 Vbatt (V) = 13*3,5/256 * 8 = 1,42V

Minimalna wartość dla Cricket to 1,1V.

Konfiguracja wejścia analogowego IO2:

• IO2: Wejście analogowe
• Dzielnik analogowy IO2: 3

Wartości te zmniejszają rozdzielczość sygnału analogowego i znacznie zmniejszają zużycie baterii, moduł skróci czas wysyłania nowych zaktualizowanych wartości do chmury.

Analogicznie, wartość analogową można obliczyć za pomocą następującego wzoru: IO2 (V) = io2_val*3.5/256 * 2^IO2 Analog Divider

Dzielnik analogowy 3 zapewnia rozdzielczość około. 0,1V

Krok 7: Odbierz jeszcze więcej danych…

Z obecnym urządzeniem możesz grać o wiele więcej, na przykład odczytać wbudowany czujnik temperatury, odczytać poziom naładowania baterii i wiele więcej. Sprawdź więcej informacji na temat Things On Edge GitHUB (https://github.com/thingsonedge/cricket).

Krok 8: Informacje zwrotne

Dziękuję za poświęcony czas! Jeśli podobało Ci się budowanie tego czujnika wilgoci, byłbym bardzo wdzięczny, gdybyś mógł rozpowszechnić tę informację wśród swoich rówieśników. Jeśli masz jakieś uwagi lub sugestie, jak to ulepszyć i ułatwić innym, z przyjemnością to zrobię. Jestem otwarty na Twoje sugestie.

Wielkie dzięki i ciesz się!